Федеральное агентство по образованию

Обнинский государственный технический университет атомной энергетики (ИАТЭ)

Физико-энергетический факультет

Сварка и сварные конструкции АЭС

Методические указания и контрольные задания по курсу

«Сварка»

Обнинск 2008

УДК ____________

Котиков Г.С. Сварка и сварные конструкции АЭС. Методические указания и контрольные задания по курсу «Сварка»- Обнинск, 2008 – 12 с.

Методические указания и контрольные задания составлены с соответствии с учебной программой и Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки 140404.

Составил: Котиков Г. С, доцент кафедры МиПК АЭС.

с Г. С. Котиков, 2008 г.

Введение

Одно из важнейших достижений человечества в древности – это искусство соединения металлов. Какие – либо резкие изменения на протяжении столетий в этом виде искусства уловить очень трудно. Резкий перелом в этой области наступает в конце XIX начале XX столетия. Быстрое развитие промышленности, появление новых средств нагрева металла, вызывает бурное развитие сварочной техники. Во всех отраслях промышленности сварка вытесняет малопроизводительную и трудоемкую клепку.

В настоящее время трудно назвать отрасль промышленности или ее вспомогательную службу, где не используются сварочные процессы, атомную промышленность невозможно представить без сварки.

С помощью сварки изготовляют корпуса атомных реакторов, парогенераторов, сепараторов, теплообменников, компенсаторов объема и много другого оборудования. Также с помощью сварки получают большой протяженности трубопроводы, исправляют дефекты и естественные износы трущихся частей оборудования.

Теоретическая и практическая область применения сварки широка и многообразна. Для овладения частью этой теории необходимо знакомство с курсом «Материаловедение» и иметь соответствующий уровень знаний по химии, физике, математике, электротехнике.

По мере изучения теоретического материала курса в соответствии с имеющейся здесь рабочей программой и методическими указаниями студент выполняет контрольную работу, задание на которую здесь приводится, защищает эту работу, а затем сдает экзамен в объеме всего курса.

Общие методические указания

При изучении материала курса основное внимание следует сосредоточить на физической сущности и видах сварки. На начальном этапе все протекающие процессы необходимо рассматривать применительно к ручной электродуговой сварке, включая и источники питания сварочной дуги и ее характеристики.

Темы и вопросы, предусмотренные для изучения курса «Сварка и сварные конструкции АЭС» студентами специализации «Монтаж, наладка и ремонт оборудования АЭС» приведены ниже.

1. Цели и задачи курса

Цель курса в том, чтобы дать студентам заочного обучения, наряду с общими представлениями о сварке и сварных конструкциях, теоретические знания о свойствах электрической дуги, сварочных и металлургических процессах формирования сварного шва, технологической прочности швов, напряжениях и деформациях при сварке, причинах образования дефектов.

Задачей лекционной части курса является последовательное рассмотрение комплекса вопросов, определяющих получение сварного соединения с позиций знаний о способах сварки, свариваемости, тепловых процессах, влиянии на эти процессы сварочных материалов и других факторов.

Изучение и усвоение курса предполагает предварительное знание основных положений курса «Технология материалов», «Электротехника», отдельных разделов курса «Механика и прочность», «Основы конструирования». Конкретное содержание курса, в свою очередь предусматривает его стыковку с параллельно и позднее читаемыми курсами «Монтаж оборудования АЭС», «Оборудование и эксплуатация АЭС», «Материалы ядерных реакторов», «Пуско-наладочные и ремонтные работы на АЭС» и отдельными разделами других курсов.

2. Содержание курса

Курс содержит общие сведения об основных видах сварки и применении ее для изготовления сварных конструкций, а также использования для монтажа и ремонта оборудования АЭС. В нем рассмотрены теплофизические и металлургические процессы, происходящие в сварочной ванне, влияние этих процессов на деформацию сварных соединений и появление дефектов сварного шва. Рассмотрены вопросы технологии сварки различных материалов, наплавки и резки металлов. Кроме этого курс содержит общие сведения о дефектах сварных соединений, технике безопасности и организации сварочных работ.

Данная рабочая программа предусматривает для студентов-заочников очное обучение во время установочных и экзаменационных сессий, а также самостоятельное изучение материала курса по учебной, наглядной и другой литературе.

В общем цикле изучения курса «Сварка и сварные конструкции АЭС» по специализации «Монтаж, наладка и ремонт оборудования АЭС» предусматривается:

- продолжительность изучения. . . . . . . . . . . . . –2 семестра.

- количество лекций очного обучения . . . . . . . –10 час.

- самостоятельная работа. . . . . . . . . . . . . . . . . . – 80 час.

- контрольная работа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . – 8 час.

- консультации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . – 2 час.

- зачет (К. Р.). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . – 1.

- экзамен . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . – 1.

3. Темы для очных лекций и самостоятельной работы.

3.1. Физические основы и классификация способов сварки.

Образование соединений при сварке. Классификация, краткая характеристика основных видов сварки, применение их при изготовлении, монтаже и ремонте оборудования АЭС.

3.2. Сварочная дуга и источники ее питания.

Виды дуговой сварки. Характеристики дугового разряда. Характеристики источников питания. Вспомогательное оборудование для зажигания дуги.

3.3. Сварочные материалы.

Сварочная проволока. Электроды с стабилизирующим и качественным покрытием. Классификация покрытий электродов.

3.4. Плавление основного и присадочного материала.

Плавление и перенос металла. Нагрев металла дугой. Металлургические процессы при сварке. Взаимодействие жидкого металла с воздухом, газами, шлаком, флюсом.

3.5. Тепловые процессы при сварке.

Основные понятия и законы распределения тепла при сварке. Основные характеристики термического цикла, определяющие структурные превращения в свариваемом металле.

3.6. Дуговая сварка плавящимся электродом.

Кристаллизация и технологическая прочность сварных соединений. Основные закономерности и процессы кристаллизации и образования структуры металла сварного шва. Образование и строение зоны термического влияния. Термодеформационные процессы и их влияние на появление дефектов в сварных соединениях, классификация дефектов сварных соединений.

3.7. Общие сведения о сварных соединениях.

Режимы ручной дуговой сварки плавящимся электродом. Требования к основным типам сварных соединений. Подготовка и сборка деталей под сварку. Техника выполнения стыковых, угловых, тавровых и нахлесточных соединений.

3.8. Автоматическая дуговая сварка.

Сварка открытой и защищенной дугой. Плавленые и неплавленые флюсы. Электрошлаковая сварка.

3.9. Другие виды дуговой и не дуговой сварки.

Сварка в защитных газах. Сварка неплавящимся электродом. Плазменная сварка. Газовая сварка. Контактная сварка и ее разновидности.

3.10. Наплавка и резка металлов.

Способы наплавки, технология наплавки коррозионно-стойкими материалами деталей оборудования АЭС. Способы резки металлов, газокислородная, плазменная, электродуговая, электроконтактная и др. Технология резки.

3.11. Сварные конструкции.

Основные типы сварных конструкций. Сварные конструкции на АЭС; строительные металлоконструкции, оболочковые конструкции, трубы и трубопроводы, сварные конструкции деталей машин. Методы расчета сварных соединений. Проектирование и расчет элементов сварных конструкций. Собственные напряжения и различные виды деформаций элементов сварных конструкций.

3.12. Общие сведения об организации сварочных работ.

Контроль качества сварных соединений. Техника безопасности при выполнении сварочных работ. Организация сварочных работ на заводах и на монтаже.